单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,*,单击此处编辑母版标题样式,土力学与地基基础,Soil Mechanics and Foundation,教师,:,张丹,电话,.:13752986209,Email:,本章内容,3,、土的固结,1,、土的压缩性,2,、地基沉降量计算,3.1,土的压缩性,沉降,：在附加应力作用下，地基土产生体积缩小，从而引起建筑物基础,竖直,方向的位移。,土的压缩性,：土在压力作用下体积缩小的特性。,研究土压缩性的常用方法，通常有,室内压缩试验（固结试验）,、,现场原位测试,。,土压缩性的组成,固体土颗粒被压缩,土中水及封闭气体被压缩,水和气体从孔隙中被挤出,水槽,内环,环刀,透水石,试样,传压板,百分表,施加荷载，静置至变形稳定,逐级加大荷载,测定：,轴向应力,轴向变形,试验结果：,一、侧限压缩试验,压缩前后,固相体积,与土样,横截面面积,不变：,在不同的压力,p,下，得到不同的,s,，,可以计算不同的,e,。,二、压缩性指标,，,KPa,-1,或,MPa,-1,1,、,压缩系数：,实际工程中，往往用割线斜率表示：,0,100,200,300,400,0.6,0.7,0.8,0.9,1.0,e,p,(kPa,),压缩曲线上任一点的切线斜率,a,的值，称为土的压缩系数。,土的类别,a,1-2,(MPa,-1,),高压缩性土,大于等于,0.5,中压缩性土,0.1-0.5,低压缩性土,小于,0.1,2,、,压缩指数,C,c,：,压缩指数,指标：,p,低压缩性土,中压缩性土,高压缩性土,土的压缩性,3,、压缩模量,土体在完全侧限情况下,竖向附加应力,与竖向应变增量,之比为压缩模量,:,低压缩性土,中压缩性土,高压缩性土,(,e,1,指自重应力对应的孔隙比,),静力载荷试验：,三、静力荷载试验,坑底,放置一定规格的方形或圆形承压板,逐级加荷载,测定相应荷载作用下地基土的稳定沉降量,分析地基土的强度、变形特性,求得容许承载力、变形模量等力学数据,反压重物,反力梁,千斤顶,基准梁,荷载板,百分表,荷载试验,3.2,地基最终变形计算,地基最终沉降量,：地基土在建筑物荷载作用下，变形完全稳定时基底处的最大竖向位移。,地基沉降的原因,：,建筑物的荷载产生的附加应力引起；,欠固结土的自重引起；,地下水位下降,引起和施工中,水的渗流,。,最终沉降量,：,各分层沉降量,：,（此处,i,指压力的级别）,一、单向压缩分层总和法,3,、计算步骤：,d,地面,基底,p,p,0,d,自重应力,附加应力,沉降计算深度,szi,zi,H,i,(a),计算原地基中自重应力分布,（从地面算起）,(b),基底附加压力,p,0,(c),确定地基中附加应力,z,分布,(d),确定计算深度,z,n,(e),地基分层,Hi,计算各分层的,平均自重应力,和,平均附加应力,。,(g),各层沉降量叠加,S,i,(f),计算每层沉降量,S,i,p,0,=p-d,z,是由基底附加应力,p-d,引起的,一般土层,：,z,=0.2,sz,；,软粘土层,：,z,=0.1,sz,；,基岩或不可压缩土层,。,例：已知柱下单独方形基础，基础地面尺寸为,2.5m2.5m,，埋深,2m,，作用与基础上（设计地面标高处）的轴向荷载,N=1250kN,，有关地基勘察资料与基础剖面如图,3-14,所示，土的,e-p,曲线如图,3-15,所示。试用单向分层总和法计算基础中点最终沉降量。,(a),计算原地基中自重应力分布,（从地面算起）,(b),基底附加压力,p,0,p,0,=p-d,(c),确定地基中附加应力,z,分布,z,是由基底附加应力,p-d,引起的,(d),确定计算深度,z,n,一般土层,：,z,=0.2,sz,；,软粘土层,：,z,=0.1,sz,；,基岩或不可压缩土层,。,(e),地基分层,H,i,计算各分层的,平均自重应力,和,平均附加应力,。,(f),计算每层沉降量,S,i,(g),各层沉降量叠加,S,i,二、,建筑地基基础设计规范,方法,在总结大量实践经验的基础上，对分层总和法的计算结果，作必要的修正。,建筑地基基础设计规范,（,GB50007-2002,）提出的一种计算方法,简称,“,规范法,”,。,规范,法的实质：,(1),引入,平均附加应力系数,的概念,(2),引入一个,沉降计算经验系数,s,则修正后的地基沉降量为：,软粘土,（应力集中）,S,偏小,s,1,硬粘土,（应力扩散）,S,偏大,s,1,沉降经验修正系数,1.,计算原理,设地基土层均质、同一层土的压缩模量不随深度变化,2.,计算过程,（,1,）确定分层厚度,对于地基的计算深度，即受压层深度，可分两种情况：,无相邻荷载的基础中点下,:,式中,b-,基础宽度，适用于,1m50m,范围。,存在相邻荷载影响,:,：在计算深度,Zn,范围内，第,i,层土的沉降值,：在,z,n,处向上取厚度,z,土层的计算沉降量，,z,按规定确定。,计算层厚度,z,值的选取,：,（,2,）确定地基变形计算深度,（,3,）计算各土层的压缩变形量,（,4,）计算沉降经验系数,（,5,）最终沉降量,又因为,p,0,现有覆盖土的自重应力。,欠固结土,土层先期固结压力,现有覆盖土的自重应力。,